Le chauffe-eau à réservoir de stockage, ou chauffe-eau à accumulation, c’est quoi?

Le chauffe-eau à réservoir (communément appelé tank à eau chaude...) est l'appareil le plus couramment utilisé en Amérique du Nord. Son principe est simple : chauffer et emmagasiner l'eau dans un réservoir de sorte que les occupants de la maison ont accès à une grande quantité d’eau chaude en tout temps. La cuve est toujours pleine : à mesure que l'eau chaude est puisée du haut du réservoir, de l'eau froide entre dans le bas pour être chauffée à son tour. Le chauffage peut être assuré par différentes sources d'énergie comme l'électricité, le gaz ou le mazout.

Comment ça marche?

Le réseau de distribution d’eau chaude est relié au réservoir par un raccordement sur le dessus. L’alimentation en eau froide se faisant soit par le côté du réservoir, à sa base, soit par un conduit entrant par le dessus de la cuve et diffusant l’eau près du fond. L'eau froide sous pression remplace au fur et à mesure la quantité d'eau chaude qui est prélevée lorsque l'eau chaude est prélevée du système. Le ballon demeure en tout temps sous la pression de l'eau froide, c'est pourquoi ce type de chauffe-eau doit être muni d'un limiteur de pression (ou groupe de sécurité) sur l'arrivée d'eau froide.

Les modèles les plus répandus au Québec sont électriques et généralement équipés de deux éléments chauffants placés à des niveaux différents, possédant chacun leur propre thermostat. Le premier élément se situe dans le tiers supérieur de la cuve et sert à maintenir l’eau chaude à sa température de consigne. Il fonctionne lorsque le thermostat du haut détecte une baisse de température, ce qui provoque l'arrêt de l'élément inférieur si celui-ci est en action à ce moment. S’il n’y a pas de demande de chauffage à l’élément supérieur et que le thermostat du bas détecte à son tour une baisse de température, la résistance du bas se met en route jusqu’à ce que le point de consigne soit atteint ou qu’il y ait une nouvelle demande au thermostat du haut.

Avantage : peu dispendieux à l’achat

L'avantage majeur d'un chauffe-eau à réservoir de stockage est son faible prix d'achat couplé à sa capacité à répondre aux besoins de la plupart des ménages. Pour un modèle électrique, le prix d’achat est généralement compris entre 600 $et 1000 $. Vous disposez instantanément d'un important volume d'eau chaude lorsqu'il y a une demande. 

Inconvénients : une durée de vie limitée

Sa courte durée de vie (une dizaine d'années en moyenne !) et son volume imposant : aux États-Unis seulement, plus de 7 millions d'appareils sont envoyés au dépotoir chaque année! 

Choisir la taille du chauffe-eau

Si le réservoir est trop gros, vous devez payer davantage pour garder votre eau à la température de consigne car un plus gros réservoir a une plus grosse surface d'échange avec le milieu ambiant, ce qui donne lieu à plus de pertes par les parois. A l'inverse, s'il est trop petit vous perdez considérablement en confort car vous ne disposez pas de suffisamment d'eau chaude en périodes de pointe!

Mais le volume de la cuve ne doit pas être le seul critère à considérer lors du choix d'un chauffe-eau. La disponibilité de l'eau chaude dépend certes de la capacité du réservoir, mais aussi du taux de récupération du chauffe-eau, c'est à dire de la quantité d'eau chaude qu'il peut produire en une heure. Le tableau ci-dessous permet d'estimer le volume de stockage en fonction du nombre de points d'eau à alimenter et du nombre de personnes que compte le foyer :

choix de la grosseur du chauffe-eau
Choisir le bon chauffe-eau selon le nombre d'utilisateurs   Tableau Yan Alajouanine pour Écohabitation.

Ces valeurs restent indicatives, les besoins pouvant varier considérablement d'une famille à une autre. Un bon dimensionnement s’appuiera sur une analyse détaillée de la consommation d'eau chaude du foyer afin d'évaluer correctement ses besoins, particulièrement en période de pointe.

Il est cependant possible de réduire la demande en eau chaude, et donc la taille du réservoir, en se munissant d'un récupérateur de chaleur des eaux grises (voir fiche sur récupération de chaleur des eaux grises) ou en installant tout simplement des limiteurs de débit.

Les alternatives écologiques et économiques : chauffe-eau Energy Star, chauffe-eau à trois éléments…

Les chauffe-eau Energy Star.

Le chauffe-eau électrique est le choix le plus répandu chez le consommateur en raison de son prix. Il n’existe pas de chauffe-eau électrique homologué Energy Star puisque tout le chauffe-eau électrique fonctionne à 100% d’efficacité. Il existe par contre des chauffe-eaux à thermopompe ou des chauffe-eaux solaires, ou encore des chauffe-eaux au gaz qui portent l’étoile bleue d’Energy Star. Écohabitation ne recommande dans aucun cas un chauffe-eau au gaz, y compris un chauffe-eau au gaz Energy Star. Nous recommandons dans tous les cas une des installations qui comporte les caractéristiques suivantes : 

  • une meilleure isolation du réservoir afin de réduire les pertes de chaleur par ses parois ;
  • des « pièges à chaleur » qui permettent à l'eau de circuler dans le réservoir et d'éviter les écoulements non souhaités d'eau chaude à l'extérieur du réservoir.

Les chauffe-eau à trois éléments constituent un choix intéressant

Ils accordent en effet moins d’importance au chauffage de l’eau froide qui entre en bas de la cuve lorsque la demande en eau chaude est faible, puisque cette dernière ne sera pas utilisée immédiatement. Contrairement aux modèles standards souvent équipés de deux résistances de 4 500 watts, ils fonctionnent avec trois résistances d’une puissance respective de 800, 3 000 et 3 800 watts.

Le chauffage de l’eau est ainsi moins puissant mais plus constant, ce qui se traduit par une plus faible demande collective d'électricité en période de pointe. C'est donc un choix éco-responsable, puisqu’une répartition plus uniforme de la charge (potentiellement multipliée par plusieurs milliers de foyers) contribue à une utilisation plus judicieuse des ressources énergétiques.

Certains fabricants proposent désormais des cuves en polybutylène (matière plastique).

Elles sont sans joint, moulées par soufflage, inattaquables par la rouille et la corrosion, garanties à vie ! Des couches multiples de filaments de fibre de verre viennent compléter la composition du réservoir pour assurer sa solidité.

cuve chauffe-eau en polybutylène
Cuves de chauffe-eau en en polybutylène

Les conseils d’Écohabitation

Si vous devez changer votre chauffe-eau, songer à l’achat d’un chauffe-eau trois éléments qui vous coutera le même prix qu’un chauffe-eau classique à deux éléments grâce à l’aide financière d’Hydro-Québec.  N'optez pour un réservoir horizontal que si vous n'avez pas le choix car ce sont les moins efficaces. Lorsqu’il y a consommation d’eau chaude, l’eau froide de remplacement doit remplir le fond de la cuve de manière à ce que cette eau ne se mélange que faiblement à l’eau chaude du réservoir, et c'est la forme allongée du réservoir cylindrique vertical qui contribue le mieux à limiter ce mélange.

Si vous souhaitez alimenter en eau chaude un point éloigné du chauffe-eau central, il pourra être pertinent d'installer un chauffe-eau de petite capacité en complément de votre installation principale. Cela vous permettra de limiter les déperditions d'énergie dans les canalisations et de ne pas consommer d'eau inutilement écoulée en attendant qu'elle soit chaude.

Le chauffe-eau à réservoir de stockage doit être installé dans la partie chauffée de votre logement afin de limiter ses pertes de chaleur statiques. Si vous n'avez d'autre choix que de l'installer dans un local non chauffé, il est essentiel que les canalisations soient thermiquement isolées. Utilisez des gaines en mousse isolante. Les réservoirs modernes possèdent déjà une très bonne isolation, entre R-16 et R-19 (la laine isolante a cédé sa place à la mousse d’uréthane, dont la résistance thermique par unité d’épaisseur est beaucoup plus élevée), mais vous pouvez aussi recouvrir votre chauffe-eau d'un manteau isolant pour gagner encore en efficacité.

Si vous prévoyez des vacances ou une absence prolongée, il est recommandé de fermer l’alimentation du chauffe-eau ainsi que l'arrivée d’eau froide. L'objectif est de sauver de l’énergie, de protéger votre propriété contre les dégâts occasionnés par le chauffe-eau s’il coule durant votre absence, et d’empêcher que se forme une concentration d’hydrogène dans le système.